一种基于重复压裂套管井的膨胀管封堵方法与流程

本发明涉及石油天然气工业、机械工程技术领域，特别是涉及一种基于重复压裂套管井的膨胀管封堵方法。

背景技术：

随着现代石油行业的不断进步，使得石油开采在工艺技术上实现了重大的突破，目前，油井的压裂技术在多年的石油生产作业过程中，起到了十分重要的作用，对油田开采效率的提升作用非常明显。

随着油气藏开发过程中的不断深入，地层渗透率随着开发时间增长逐渐降低，导致油井初次压裂后的产油量不断降低，严重制约油田产量。

重复压裂是目前解决油田低产、低效和低渗等三大问题比较有效的方法,也是低渗透油田增加单井产量、确保油田稳产、提高经济效益的关键手段。除此之外，重复压裂工艺对于已压裂过的老井增产效果也十分明显。而在重复压裂技术中，压裂暂堵剂的性能参数，对重复压裂施工成功与否起着决定性作用。压裂暂堵剂是用来暂堵老裂缝的材料，暂堵剂的设计需要结合目的地层结构进行设计，所以暂堵剂具有成本高，适用性低等缺点。

鉴于目前压裂暂堵剂具有成本高、使用风险性大以及不具普遍适用性的特点，因此急需研发出一种新的封堵方式，可以弥补目前压裂暂堵剂的缺点，节约成本、增加经济效益，降低了压裂施工风险。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种基于重复压裂套管井的膨胀管封堵方法。

为此，本发明提供了一种基于重复压裂套管井的膨胀管封堵方法，包括以下步骤：

第一步、对于在岩层中油井具有的油井套管，对其内的原射孔段套管进行检测定位，并清洗油井套管的内壁；

第二步、将膨胀管及配套膨胀系统，对应下放至原射孔段套管位置；

第三步、连接地面的水泥车，准备通过膨胀管，来对需要封堵的原射孔段套管进行膨胀施工；

第四步、启动膨胀管进行膨胀施工，实现对原射孔段套管的封堵作业。

其中，在第一步中，采用井径仪，来对油井中原射孔段套管的位置进行测量；

原射孔段套管是以原射孔为中心，上下预设第一距离的油井套管部分。

其中，采用下放外加厚油管的方式，来对预设原射孔清洗井段范围内的油井套管进行多次刮削，实现对油井套管的内壁的清洗；

预设原射孔清洗井段是以原射孔为中心，上下预设第二距离的油井套管部分。

其中，采用下放锥形铣鞋及外加厚油管的方式，来对预设原射孔清洗井段范围内的油井套管进行多次刮削，实现对油井套管的内壁的清洗；

预设原射孔清洗井段是以原射孔为中心，上下预设第二距离的油井套管部分。

其中，在第一步中，还包括试压步骤，具体为：

在清洗油井套管的内壁后，通过投球对外加厚油管柱进行试压，测试的压力为45mpa，当稳压30min压力不降，判断外加厚油管的抗内压能力合格。

其中，在第二步中，在原射孔段套管位置，将膨胀管及配套膨胀系统安装好后，在膨胀管上安装固定式锚定器和活动式锚定器，同时，边连接边下放膨胀管管柱，待连接全部膨胀管管柱后，对膨胀管管柱进行磁定位。

其中，在第三步中，在膨胀管正式开始膨胀前，检查油井套管中的油管内是否充满水，如果没有，则通过压力泵，向油井套管中的油管快速打水并排尽油管内的空气。

其中，在第四步中，膨胀管正对着原射孔段套管进行膨胀动作。

其中，在第四步之后，还包括以下步骤：

第五步、在完成膨胀施工后，对原射孔段套管进行试压，判断对原射孔段套管的膨胀封堵作业是否合格；

第六步、当对原射孔段套管的膨胀封堵作业合格时，继续对油井的新位置进行压裂操作，获得具有新裂纹的新压裂井段位置，并且对新压裂井段位置进行射孔，获得新射孔。

其中，在第五步中，当膨胀管膨胀施工完成后，对需要封堵的原射孔段套管试压60mpa，当稳压30min，并且压降小于1mpa时，判断对原射孔段套管的膨胀封堵作业合格。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种基于重复压裂套管井的膨胀管封堵方法，其可以弥补目前压裂暂堵剂的缺点，节约成本、增加经济效益，降低了压裂施工风险，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于重复压裂套管井的膨胀管封堵方法的流程图；

图2为本发明在清洗油井的井壁、定位原射孔位置的示意图；

图3为本发明在安装膨胀管并准确定位的示意图；

图4为本发明的膨胀管膨胀施工示意图及新射孔的位置示意图；

图5为本发明的压裂施工时示意图；

图中：1.岩层，2.旧裂纹，3套管井，4.膨胀管，5.新射孔，6.新裂纹；

10.油井套筒，20.原射孔；

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1至图5，本发明提供的一种基于重复压裂套管井的膨胀管封堵方法，包括以下步骤：

第一步、对于在岩层1中油井具有的油井套管10，对其内的原射孔(即压裂射孔)段进行检测定位，并清洗油井套管10的内壁(即清洗油井井壁，洗井)；

第二步、将膨胀管4及配套膨胀系统，对应下放至原射孔段套管位置，参见图3所示；

第三步、连接地面的水泥车，准备通过膨胀管4，来对需要封堵的原射孔段套管(即封堵段套管)进行膨胀施工，

第四步、启动膨胀管4进行膨胀施工，实现对原射孔段套管的封堵作业。

在第一步中，具体实现上，采用井径仪，来对油井中原射孔段套管的位置进行测量，原射孔段套管优选是以原射孔20为中心，上下预设第一距离(例如5米)的油井套管(10)部分。其中，原射孔20旁边具有通过现有压裂工艺形成的旧裂纹2，参见图2所示，因此，可以通过测井，查清原射孔段套管的内径变化情况及其准确位置，以确定膨胀管的规格及橡胶环厚度，增加膨胀成功率。

需要说明的是，对于一个油井，其固井管柱，包括油井套管10，油井套管10的内部具有油管，油管和套管之间具有的环形空间为油套环空。

在第一步中，具体实现上，采用下放外加厚油管的方式，来对预设原射孔清洗井段范围内的油井套管10进行多次刮削，从而实现对油井套管10的内壁(即油井井壁)的清洗，确保油井中封堵段(即补贴段)的套管内壁干净无死角；

预设原射孔清洗井段优选是以原射孔20为中心，上下预设第二距离(例如10米)的油井套管(10)部分，该第二距离大于第一距离。

在第一步中，具体实现上，还可以采用下放锥形铣鞋及外加厚油管的方式，来对预设原射孔清洗井段范围内的油井套管10进行多次刮削，从而实现对油井套管10的内壁(即油井井壁)的清洗，确保油井中封堵段(即补贴段)的套管内壁干净无死角；

预设原射孔清洗井段优选是以原射孔20为中心，上下预设第二距离(例如10米)的油井套管(10)部分，该第二距离大于第一距离。

在第一步中，具体实现上，还包括试压步骤，具体为：

在清洗油井套管10的内壁后(即洗井完毕)，通过投球对外加厚油管柱进行试压，测试的压力为45mpa，当稳压30min压力不降，判断外加厚油管的抗内压能力合格。需要说明的是，该步骤是为了保证油管的抗内压能力大于膨胀所需的压力，保证成功率。

在第二步中，具体实现上，在原射孔段套管位置，将膨胀管及配套膨胀系统安装好后，在膨胀管上安装固定式锚定器和活动式锚定器，同时，边连接边下放膨胀管管柱，待连接全部膨胀管管柱后，对膨胀管管柱进行磁定位。

需要说明的是，对于本发明，膨胀管及配套膨胀系统可以为现有石油开发领域中，常见的任意一种石油膨胀管及配套膨胀系统，只能能够通过液压或机械的方式驱动，使膨胀管的直径增大即可,此为现有技术，不展开具体表述。例如可以采用华鼎鸿基石油工程技术(北京)有限公司生产的、应用于油田开发的膨胀管及配套膨胀系统。当然，还可以采用其他厂家生产的技术成熟的其他膨胀管及配套膨胀系统。

在本发明中，需要说明的是，在膨胀管及配套膨胀系统中，固定式锚定器是不可移动的，固定于油管上，主要功用是在进行第一行程膨胀时，限制膨胀管的轴向位移。活动式锚定器顾名思义是可移动的，主要功用是在上提油管时，活动式锚定器不会随着油管移动，始终保持与膨胀管连接，第一行程结束后，活动式锚定器起的作用和固定式锚定器形同，限制膨胀管轴向移动。

需要说明的是，固定式锚定器和活动式锚定器，是配合膨胀管使用的常见装置，此为现有技术，不展开具体表述。

在第三步中，具体实现上，在膨胀管正式开始膨胀前，检查油井套管10中的油管内是否充满水，如果没有，则通过压力泵，向油井套管10中的油管快速打水并排尽油管内的空气。

在本发明中，具体实现上，在第四步中，膨胀管4正对着原射孔段套管进行膨胀动作，例如，如图4所示的箭头方向。

需要说明的是，参见图4、图5所示，p1压力为膨胀管4膨胀所需压力，p2为压裂所需压力。p1压力是安装和准确定位后，利用压力p1驱动现有的膨胀管配套膨胀系统中的膨胀锥沿着管径轴向移动进行膨胀。p2为压力时，对岩层进行新造缝，形成新的油路，一般压力p2大于60mpa。

在本发明中，具体实现上，在第四步之后，还包括以下步骤：

第五步、在完成膨胀施工后，对原射孔段套管(即封堵段套管)进行试压，判断对原射孔段套管的膨胀封堵作业是否合格；

第六步、当对原射孔段套管的膨胀封堵作业合格时，继续对油井的新位置进行压裂操作(即进行重复压裂工艺)，获得具有新裂纹6的新压裂井段位置，并且对新压裂井段位置进行射孔，获得新射孔5，即重复进行压裂射孔工艺。参见图4、图5所示

在第五步中，具体实现上，当膨胀管膨胀施工完成后，对需要封堵的原射孔段套管(即封堵段套管)试压60mpa，当稳压30min，并且压降小于1mpa时，判断对原射孔段的膨胀封堵作业合格。

具体实现上，可以通过投球的方式，来对油井套管1的原射孔段套管进行试压。

在第六步中，具体实现上，在满足压裂的压力后，对新压裂位置进行射孔，进行重复压裂工艺。

在本发明中，需要说明的是，在石油钻井完井时，具体使用现有的射孔枪，来对油床(岩床)进行射孔。

需要说明的是，在石油开发领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，压裂工艺，是常见的石油开发方法，包括封隔器分层压裂、限流法分层压裂以及堵塞球选择压裂等多种压裂方法。

基于以上技术方案可知，本发明是基于重复压裂套管井的膨胀管封堵技术，是在压裂井中通过膨胀管外部橡胶环封堵原射孔，从而在新的位置进行射孔、压裂工艺。其主要流程是将管材下到预定位置(即原射孔的正对应位置)后进行膨胀，在新压裂位置进行射孔，然后进行压裂工艺.

因此，基于上面的表述可知，与现有技术相比较，本发明提供的一种基于重复压裂套管井的膨胀管封堵方法，其可以弥补目前压裂暂堵剂的缺点，节约成本、增加经济效益，降低了压裂施工风险，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。